ГОСТ Р 50006-92 Лазеры и излучатели твердотельные. Метод измерения поляризационных характеристик лазерного излучения

ГОСТ Р 50006-92

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЛАЗЕРЫ И ИЗЛУЧАТЕЛИ ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ

МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Издание официальное

БЗ 2—92/173

ГОССТАНДАРТ РОССИИ

Москва

УДК 621.375.826:539.1.05:006.354 Группа Э29

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЛАЗЕРЫ И ИЗЛУЧАТЕЛИ ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ

Метод измерения поляризационных характеристик лазерного излучения ГОСТ Р

50006—92

Lasers and solid-state laser heads.

Method of polarization characteristics

ОКП 63 4200

Дата введения 01.01.93

Настоящий стандарт распространяется на твердотельные лазеры и излучатели импульсного режима с модуляцией добротности (далее — лазеры) и устанавливает метод измерения параметров, определяющих состояние поляризации лазерного излучения: параметров Стокса, степени поляризации лазерного излучения, азимута эллиптически-поляризованного излучения, эллиптичности поляризации.

Термины, применяемые в стандарте, и их пояснения — по ГОСТ 15093, ГОСТ 23778 и приложению 1.

Общие положения — по ГОСТ 24714.

Требования радиационной и лазерной безопасности должны соответствовать ГОСТ 12.1.040 и Публикации МЭК 825*.

1. ПРИНЦИП ИЗМЕРЕНИЙ

1.1. Измерение параметров, определяющих состояние поляризации лазерного излучения, основано на измерении энергии (мощности) лазерного излучения, прошедшего через анализатор, плоскость пропускания которого образует определенные углы с горизонтальным направлением, или прошедшего через призму, или

*) До прямого применения стандарта МЭК в качестве государственного стандарта рассылку данного стандарта МЭК на русском языке осуществляет ВНИИ «Электронстандарт».

Издание официальное

© Издательство стандартов, 1992

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен без разрешения Госстандарта России

С. 2 ГОСТ Р 50006—92

четвертьволновую пластину (далее — фазовую пластину) и анализатор, плоскости пропускания которых имеют определенную относительную ориентацию.

Поляризационные характеристики лазерного излучения измеряют в многомодовом режиме работы лазера, если одномодовый режим не оговорен в эксплуатационной документации на лазер.

2. АППАРАТУРА

2.1. Схема расположения средств измерений и вспомогательных устройств должна соответствовать чертежу.

I — лазер; 2 — диафрагма; 3 — фазовая пластина или призма; 4 — анализатор; 5 — ослабитель: 6 — средство измерения энергии (мощности) лазерного излучения; 7 — средство юстировки

2.2. Перечень рекомендуемых средств измерений и вспомогательных устройств приведен в приложении 2, (табл. 2).

2.3. Диафрагма должна иметь отверстие диаметром не более 1,0 мм.

2.4. Фазовая пластина (или призма) должна создавать разность фаз между ортогональными линейно-поляризованными составляющими лазерного излучения на длине волны исследуемого лазера.

Погрешность измерения коэффициента пропускания фазовой пластины или призмы не должна быть более ±5 %.

2.5. Анализатор должен быть установлен в поворотное устройство (с градуированной шкалой), позволяющее фиксировать его положение таким образом, чтобы плоскость пропускания располагалась горизонтально, вертикально, под углом 45° и 135° к горизонтали.

Погрешность, обусловленная неточностью определения угла поворота, должна быть в пределах ±1,0%.

2.6. Ослабитель должен обеспечивать пропускание энергии (мощности) лазерного излучения, значение которой не превышает верхний предел энергетического диапазона применяемого средства измерения.

2.7. Средство измерения энергии (мощности) лазерного излучения (далее — средство измерения) должно иметь энергетический,

ГОСТ Р 50006-92 С. 3

спектральный и временной диапазоны, обеспечивающие измерение параметров излучения исследуемого лазера.

Погрешность средства измерения не должна быть более ±8%.

2.8. Визуализатор должен обеспечивать наблюдение лазерного излучения в невидимой области спектра.

3. ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

3.1. Устанавливают лазер на рельс и подготавливают его к работе в соответствии с эксплуатационной документацией на него. Юстируют лазер, для чего устанавливают две диафрагмы на рельс так, чтобы их отверстия находились на одинаковой высоте от горизонтальной плоскости рельса и расстояние между ними было не менее 1 м. Добиваются, чтобы излучение лазера проходило через отверстия диафрагм.

Допускается использовать для юстировки лазера одну диафрагму. Перемещая диафрагму вдоль рельса на расстояние не менее 1 м, добиваются прохождения лазерного излучения через отверстие диафрагмы в двух крайних ее положениях.

В случае, если излучение лазера находится в невидимой области спектра, юстировку лазера и контроль измерения проводят с помощью визуализатора. После юстировки диафрагму убирают.

3.2. Устанавливают средство измерения таким образом, чтобы лазерное излучение попадало в центр приемного окна. При необходимости перед приемником устанавливают ослабитель.

Включают средство измерения в соответствии с эксплуатационной документацией на него.

3.3. Устанавливают анализатор таким образом, чтобы плоскость входной грани анализатора была перпендикулярна направлению распространения лазерного излучения, а плоскость пропускания линейного поляризатора была горизонтальной.

Допускается использовать другие приемы и средства юстировки.

3.4. Измеряют энергию (мощность) лазерного излучения (/i) с помощью средства измерения в соответствии с эксплуатационной документацией на него.

3.5. Вращая поворотное устройство, устанавливают анализатор так, чтобы плоскость пропускания была вертикальна, и измеряют энергию (мощность) лазерного излучения (Л).

3.6. Вращая поворотное устройство, устанавливают анализатор так, чтобы плоскость пропускания составляла угол 45° с горизонталью. Измеряют энергию (мощность) лазерного излучения (/з) с помощью средства измерения в соответствии с эксплуатационной документацией на него.

3.7. Вращая поворотное устройство, устанавливают анализатор так, чтобы направление пропускания составляло угол 135° с гори-

С. 4 ГОСТ Р 50006-92

зонталью. Измеряют энергию (мощность) лазерного излучения (Л) с помощью средства измерения в соответствии с эксплуатационной документацией на него.

3.8. Устанавливают перед анализатором фазовую пластину так, чтобы входная грань фазовой пластины была перпендикулярна направлению распространения лазерного излучения.

3.9. Вращая поворотное устройство, устанавливают анализатор в положение, указанное в п. 3.6, и измеряют энергию (мощность) лазерного излучения (/5) с помощью средства измерения в соответствии с эксплуатационной документацией на него.

3.10. Вращая поворотное устройство, устанавливают анализатор в положение, указанное в п. 3.7, и измеряют энергию (мощность) лазерного излучения (4) с помсщью средства измерения в соответствии с эксплуатационной документацией на него.

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ.

ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

4.1. Вычисляют полную энергию (мощность) лазерного излучения (№) и параметры Стокса (М, С, S) по формулам:

М^+Г^К,, (1)

M=(I-I_t):K₀, (2)

С=(/,-Л)Л<„ (3)

е_ ^^ь~^⁶ к.к_п ’ где W — полная энергия (мощность) лазерного излучения, Дж (Вт);

/1 — значение сигнала, измеренное по п. 3.4, Дж (Вт);

/₂ — значение сигнала, измеренное по п. 3.5, Дж (Вт);

Ко — коэффициент пропускания ослабителя на длине волны измеряемого лазерного излучения;

М — компонента горизонтальной поляризации вектора Стокса лазерного излучения, Дж (Вт);

С — компонента поляризации под углом 45° вектора Стокса лазерного излучения, Дж (Вт);

/з — значение сигнала, измеренное по п. 3.6, Дж (Вт);

/₄ — значение сигнала, измеренное по п. 3.7, Дж (Вт);

S — компонента правоциркулярной поляризации вектора Стокса лазерного излучения, Дж (Вт);

/5 — значение сигнала, измеренное по п. 3.9, Дж (Вт);

/_б — значение сигнала, измеренное по п. 3.10, Дж (Вт);

К_п — коэффициент пропускания фазовой пластины (призмы) на длине волны измеряемого лазерного излучения.

ГОСТ Р 50006—92 С. 5

4.2. Вычисляют степень поляризации лазерного излучения (Р)

по формуле

№

(5)

4.3. Вычисляют азимут эллиптически-поляризованного излучения (<р) по формуле

Ф= Т arctg 7i (6)

4.4. Вычисляют эллиптичность поляризации лазерного излучения (yj по формуле

где а — малая ось эллипса поляризации лазерного излучения; b — большая ось эллипса поляризации лазерного излучения.

4.5. Границы интервалов погрешностей измерений параметров Стокса (бм; 6с; 6s), степени поляризации лазерного излучения (бр), азимута эллиптически-поляризованного излучения (б₽ ) и эллиптичности поляризации (6_а_) при установленной вероятности ь

0,95 определяют расчетным путем по формулам:

Ор =± 1,9б|/ 21,74 ц^Цу + i ^(^a^+S²)² • ($)

’’^^тЬч'^’ ⁽⁹⁾

2Мф( 1+ др )

Sa = ±1,96 ^-----" X

⁶ »Г (W+/M^+C^

x/SSSSr+^^’+C*), (Ю)

6м= + 1,96 ]/ 10,86^ +2,33, (11)

8с-±1,96 V Ю,86 +2,33, (12)

Л /²+/²

8s = +1,96 1/ 10,86 +10,69. (13)

4.6. Расчет погрешностей измерения приведен в приложении 3.

С. в ГОСТ Р 50006—#2

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

Таблица 1

ТЕРМИНЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В СТАНДАРТЕ, И ИХ ПОЯСНЕНИЯ

ГОСТ Р 60000—92 С. 7

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Рекомендуемое

ПЕРЕЧЕНЬ РЕКОМЕНДУЕМЫХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

Таблица 2

Примечание. Допускается применение других средств измерений и вспомогательных устройств с техническими характеристиками, соответствующими требованиям, указанным в разд. 2.

C I ГОСТ Р Б0000—92

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Справочное

РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ

Погрешности измерения параметров Стокса (Ь м;&с > 6s), степени поляризации лазерного излучения (б_р), азимута эллиптически — поляризованного излучения Р _? ) и эллиптичности поляризации (б _а ) определяют по формулам со-ответственно:

где а — коэффициент, обусловленный исключением в процессе измерения систематических составляющих погрешностей средств измерения энергии (мощности), так как при измерении Л; /г; Л; Л; h: 4 используется один и тот же экземпляр средства измерения, а^О,5;

б₍ — погрешность средства измерения ±8%;

б₂ — погрешность, обусловленная неточностью градуировки шкалы анализатора ±! %;

бз — погрешность, вносимая ослабителем ±3 %;

ГОСТ Р 50006—92 С. 9

$4 — погрешность, обусловленная нестабильностью энергии (.мощности) лазерного излучения за время проведения измерений ±3%;

6$ — погрешность, вносимая фазовой пластиной (призмой) ±5 %; К_м; К_с; K_s; Кр; Ку! Kat ^ь’ ^ ^з; *«- К* — коэффициенты, зависящие от распреде-ления суммарных, частных погрешностей и установленной вероятности, с которой определены эти погрешности; /(| = /(2=Кз=К$=1,73 — для равномерного закона распределения; *_Л1=*_С =*5 =*р =К _ф =*_л = 1,96— для нормального

Г закона распределения;

*4 = 3.

С. 10 ГОСТ Р 50006—0 2

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1» РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством электронной промышленности СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

Н. В. Фролов (руководитель темы); Г. В. Кудрявцева;

Л. А. Медведева; Е. В. Краснова

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 15.07.92 № 695

3. Срок проверки — 1997 г.

4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Редактор В. М. Лысенкина Технический редактор О. Н. Никитина Корректор А. В. Прокофьева

Сдано В наб. 06.08.92 Подл, в псч. 10.09.92 Усл. п. л. 0,75. Усл. кр.-отт. 0.75. Уч.-язд. л. 0.55-Тираж 141 зкз.

Ордена «Знак Почета» Издательство стандартов, 123557, Москва. ГСП. Новопрссяснскнй пер., 3.

Калужская типография стандартов, ул. Московская. 256. Зак. 1801